En av de senaste sagorna inom kosmologi började med BICEP2-presskonferensen som tillkännagav bevis på tidig kosmisk inflation. Det fanns en del kontroverser sedan pressmeddelandet hölls innan tidningen granskades. Resultaten publicerades så småningom i Physical Review Letters, dock med en mer försiktig slutsats än det ursprungliga pressmeddelandet. Nu har Planck-teamet släppt mer av sin data. Det här nya arbetet har ännu inte granskats, men det ser inte bra ut för BICEP2.
Som ni kanske minns analyserade BICEP2 ljus från den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) och letade efter en typ av mönster som kallas B-mode polarisation. Detta är ett mönster av polariserat ljus som (teoretiskt) orsakas av gravitationsvågor som produceras av tidig kosmisk inflation. Det råder absolut ingen tvekan om att BICEP2 upptäckte B-lägespolarisering, men det är bara halva utmaningen. Den andra hälften bevisar att B-lägespolariseringen de såg berodde på kosmisk inflation och inte på någon annan process, främst damm. Och däri ligger problemet. Damm är ganska vanligt i Vintergatan, och det kan också skapa polarisering i B-läge. Eftersom dammet är mellan oss och CMB, kan det förorena dess B-lägessignal. Detta kallas ibland förgrundsproblemet. För att verkligen bevisa att du har bevis på B-lägespolarisering i CMB måste du se till att du har eliminerat alla förgrundseffekter från dina data.
När BICEP2-resultaten först tillkännagavs väcktes frågan om damm omedelbart. Vissa forskare noterade att dammpartiklar som fångas i magnetfält kan ge starkare B-lägeseffekter än man ursprungligen trodde. Andra påpekade att en del av de data som BICEP2 använde för att särskilja damm i förgrunden inte var särskilt exakta. Detta är en del av anledningen till att de slutliga resultaten gick från ' Vi hittade inflation !' till ' Vi tror att vi har hittat inflation! (Men vi kan inte vara säkra. )'
Dammeffekter sett av Planck (skuggat område) jämfört med inflationsresultat för BICEP2 (heldragen linje).
Kredit: Planck Collaboration
De nya resultaten från Planck chip på det hävdar ännu mer. Medan BICEP2 tittade på en specifik del av himlen, har Planck samlat in data över hela himlen. Detta innebär mycket mer data som kan användas för att skilja förgrundsdamm från en CMB-signal. Detta nya dokument presenterade en karta över förgrundsdammet, och en bra sammanfattning kan ses i figuren. De skuggade områdena representerar B-lägesnivåerna på grund av damm i olika skalor. Den heldragna linjen representerar B-lägesfördelningen på grund av inflationen som ses av BICEP2. Som ni ser så matchar den dammsignalen riktigt bra.
Den enkla slutsatsen är att resultaten av BICEP2 har visat sig vara damm, men det är inte riktigt korrekt. Det är möjligt att BICEP2 har hittat en blandning av damm- och inflationssignaler, och med ett bättre avlägsnande av förgrundseffekter kan det fortfarande bli ett verkligt resultat. Det är också möjligt att allt är damm.
Även om detta verkar som dåliga nyheter, svarar det faktiskt på ett mysterium i BICEP2-resultaten. Inflationsnivån som BICEP2 hävdade var faktiskt ganska hög. Mycket större än förväntat än många populära modeller. Det faktum att en bra chuck av B-lägespolarisationen beror på damm betyder att inflationen inte kan vara så stor. Så små inflationsmodeller är tillbaka till förmån. Det bör också betonas att även om BICEP2-resultaten visar sig vara helt och hållet på grund av damm, betyder det inte att inflationen inte existerar. Det skulle helt enkelt betyda att vi inte har några bevis åt något håll.
Det är frestande att titta på allt detta med lite skadeglädje. Har, har, forskarna fick fel igen. Men en mer exakt bild skulle vara av två rivaliserande idrottslag som spelar ett utmärkt spel. BICEP2 gjorde nästan mål, men Planck fick ett utmärkt försvar. Båda lagen vill vara de första att göra mål, men det andra laget låter dem inte fuska för att vinna. Och vi får se det hända.
Den som säger att vetenskap är tråkig har inte varit uppmärksam.
Här är tidningen från Planck-teamet.